广州市河涌磷污染及控制研究

论文摘要

水体中磷过剩带来的直接危害是造成水体富营养化,在淡水湖泊或河流产生“水华”现象,在海湾或近海出现“赤潮”。自上世纪90年代以来,珠江口年均发生4次不同规模的赤潮,对生态平衡和经济发展都产生了重大的不利影响。珠江广州河段河涌磷污染对珠江口“赤潮”具有直接的影响。因此,研究广州市河涌磷污染及其控制技术,具有重大的现实意义。 在本论文中,通过现场采样,分析并评价了广州市典型河涌磷污染现状;通过实验室模拟,现场中试等技术手段,探讨了河涌上覆水、悬浮物、底泥磷的平衡关系,并研究了相关控制技术对水中磷的去除效果、对底泥磷释放的抑制等。 研究结果表明,所选取6条河涌:芳村A涌、新河浦涌、沙河涌、猎德涌、棠下涌、车陂涌TP值为1.38 mg/L—2.53 mg/L,均为劣V类水质;各河涌底泥TP含量为2550—4210 mg/Kg;悬浮物TP含量为底泥TP含量的1.64—3.21倍,平均为2.36倍。采用生物制剂、底质改良剂,辅以人工复氧等措施对黑臭河涌进行生态修复的技术对水中TP具有明显的去除效果,水体的水质指标达到地表V类水标准（GB3838—2002）,基本实现了对水体的生态修复。 河涌底泥—上覆水磷平衡特性研究结果表明,较高的温度、pH值呈碱性、厌氧、有微生物活动等环境条件会促进河涌底泥磷的释放;外源P会抑制河涌底泥向上覆水体释放磷;底泥中不同形态的磷与底泥磷释放量有不同程度的相关性,其中可溶性磷(Psol)、铁磷(PFe)与有机磷(Porg)与底泥磷释放量高度相关（r>0.90）。 凹凸棒粘土、膨润土、高岭土、沸石在PO43-平衡浓度约100 mg P/L、pH 7.0—7.2时的吸附量分别为4.15,2.12,0.67,0.44 mg P/g。Freundlich方程、Langmuir方程均能很好的对粘土矿物吸附平衡数据进行拟合。凹凸棒原土、酸处理、酸&热处理样品在PO43-平衡浓度约100 mg P/L、pH 7.0—7.2时的吸附量分别为4,7,9mg P/g。改性凹凸棒粘土对水中PO43-的吸附较凹凸棒原土具有较高的吸附容量、较快的动力

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 广州市河涌概况
• 1.2 广州市河涌水环境现状及存在的问题
• 1.3 广州市河涌磷（P）污染及危害
• 1.3.1 磷的存在形式
• 1.3.2 磷的来源
• 1.3.3 磷污染危害
• 1.4 研究背景
• 1.5 国内外研究现状
• 1.5.1 国内外对污染水体P污染的研究
• 1.5.2 对水体P与富营养化关系的研究
• 1.5.3 对水体P污染相关治理技术的研究
• 1.6 研究内容
• 1.7 研究意义
• 1.8 研究方法
• 第二章 广州市河涌磷污染现状研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 样品采集与制备
• 2.2.2 样品分析
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 河涌上覆水总磷污染及评价
• 2.3.2 河涌上覆水磷形态分布特征
• 2.3.3 河涌底泥间隙水磷形态分布特征
• 2.3.4 河涌底泥磷形态分布特征
• 2.3.5 河涌悬浮物磷形态分布特征
• 2.4 结论
• 第三章 河涌底泥—上覆水磷平衡特性研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 材料及装置
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 温度
• 3.3.2 pH
• 3.3.3 DO
• 3.3.4 微生物控制
• 3.3.5 扰动
• 3.3.6 外源磷
• 3.3.7 底泥中磷的形态
• 3.4 结论
• 第四章 粘土矿物材料对水中磷的吸附研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 吸附平衡
• 4.3.2 吸附热力学计算
• 4.3.3 pH的影响
• 4.3.4 粒径的影响
• 4.4 结论
• 第五章 改性凹凸棒粘土对水中磷的吸附研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 材料
• 5.2.2 对样品的表征
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 结果和讨论
• 5.3.1 表征结果
• 4^3-吸附平衡'>5.3.2 PO₄^3-吸附平衡
• 5.3.3 pH的影响
• 5.3.4 吸附动力学
• 5.3.5 解吸
• 5.3.6 选择性吸附
• 5.3.7 凹凸棒粘土在水处理行业的应用前景
• 5.4 结论
• 第六章 覆盖法控制河涌底泥磷释放研究
• 6.1 前言
• 6.2 材料和方法
• 6.2.1 实验材料
• 6.2.2 实验装置
• 6.2.3 实验方法
• 6.2.4 分析方法
• 6.3 结果
• 6.3.1 不同覆盖材料对磷释放的抑制效果
• 6.3.2 温度的影响
• 6.3.3 覆盖材料用量的影响
• 6.3.4 覆盖材料中重金属的含量
• 6.4 讨论
• 6.4.1 覆盖材料对磷释放的抑制效果
• 6.4.2 温度的影响
• 6.4.3 覆盖材料用量的影响
• 6.4.4 控制磷释放的机理
• 6.4.5 覆盖材料中的重金属对对底泥及区域土壤的影响
• 6.4.6 研究展望
• 6.5 结论
• 第七章 广州河涌磷污染控制对策及控制措施研究
• 7.1 河涌截污
• 7.2 提高城市污水处理率
• 7.3 底泥疏浚
• 7.4 底泥覆盖
• 7.5 引水冲污
• 7.6 人工曝气复氧
• 7.7 生态修复
• 结论
• 本论文创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间所发表论文
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